任 杰

（河北省逐鹿縣水務(wù)局，河北 逐鹿075600）

1 工程概況

南水北調(diào)中線一期工程總干渠河北省邯鄲市至邯鄲縣段沁河渠道倒虹吸工程全長497.0m，分進口漸變段60.0m，檢修閘段15.0m，進口斜管段54.0m，平管段204.0m，出口斜管段62.0m，節(jié)制閘段20.0m，出口漸變段82.0m。進口漸變段坡度為3.148°，進口斜管段坡度約為11.085°，出口斜管段坡度為11.348°，出口漸變段坡度為0.8°。倒虹吸管身為3孔1聯(lián)，底板、外邊墻和頂板厚均為1.35m，內(nèi)隔墻厚1.2m，總高9.2m，管孔內(nèi)凈高6.5m，凈寬6.5m，管內(nèi)各角倒0.6m×0.6m。管身下設(shè)0.1m厚C10混凝土墊層與0.5m厚碎石土墊層。

2 模板方案選擇

2.1 模板整體規(guī)劃

整個工程的檢修閘段、進口斜管段、平管段、出口斜管段和節(jié)制閘段均使用定制鋼模板施工，漸變段有選擇地使用木模板或鋼模板。全部模板以平管段模板為基礎(chǔ)，在施工其他段時增加部分異型模板作補板，所有外模均采用大塊鋼模板，端模均采用鋼木結(jié)合模板。因此，對本工程來說，平管段模板施工方案的好壞，直接影響到整個工程的質(zhì)量、進度、成本和效益。

2.2 平管段管身模板方案選擇

平管段管身模板主要分底板、墻體和頂板模板3大塊，通常底板混凝土先期澆筑，側(cè)墻和頂板混凝土隨后澆筑，側(cè)墻和頂板混凝土的澆筑有兩種方案，①側(cè)墻混凝土先澆，拆模后再澆筑頂板混凝土；②側(cè)墻與頂板混凝土同時澆筑。這兩種方案各有優(yōu)缺點：分開澆筑可節(jié)省模板資金投入，加快施工進度，但比較費工費力；同時澆筑則可節(jié)省人工，減輕勞動強度，但模板資金投入大。對于第1種方案來說，施工時，首先在澆筑好的底板混凝土面上搭設(shè)腳手架，支側(cè)墻模板，側(cè)墻模板可采用組合鋼模板，澆筑完側(cè)墻混凝土后，拆除側(cè)墻模板，再支頂板模板，頂板模板的支撐采用滿堂紅腳手架，頂板模板則采用組合鋼模板或膠合板模板，每澆筑完一個倉的混凝土并待混凝土強度滿足要求后，再拆除全部模板和腳手架，周轉(zhuǎn)到下一個倉繼續(xù)施工，這種方法模板和支撐的資金投入較低，但需要耗去大量的人工，工人的勞動強度極大，施工進度極慢；對于側(cè)墻與頂板同時澆筑的第2種方案來說，模板通常采用隧道模板臺車，側(cè)墻和頂板混凝土同時澆筑，同時支模和拆模，臺車整體移動，這種方法施工效率高，節(jié)省人工，工人的勞動強度低，但由于頂板混凝土厚度大、跨度大（達到6.5m），混凝土強度需達到設(shè)計強度的75%方可拆模，而對墻體來說，混凝土強度只要能保證其表面及棱角不因拆模而受到損壞就可拆模，所以，頂板和墻體模板停留時間相差懸殊，極不協(xié)調(diào)，相比第1種方法，因頂板混凝土強度的原因需要隧道模板臺車滯留很長時間，因而施工效率低，施工進度慢，模板造價大大提高，故綜合經(jīng)濟效益差。

針對以上情況，從節(jié)省模板資金投入，同時加快施工進度的角度考慮，綜合傳統(tǒng)施工方法和隧道模板臺車施工的長處，克服其不足，我們設(shè)計了可移動式管身墻體模板和頂板模板移動車架，利用它快速移動和調(diào)整墻體和頂板模板的位置，保證順利、快捷、高效和低成本地進行管身混凝土。

3 管身模板的結(jié)構(gòu)設(shè)計

3.1 管身底板模板

管身底板的內(nèi)模板主要采用長1.5m的86系列八字角模板，外墻模板采用86系列大鋼模板，端模為86系列異型模板，并且側(cè)模外包端模，側(cè)模與端模采用螺栓連接。

3.2 管身墻體模板

管身墻體外側(cè)模板采用常規(guī)普通86系列大鋼模板，支撐在腳手架上，利用履帶吊移動周轉(zhuǎn)。中間節(jié)段管身墻體內(nèi)側(cè)模板由于距離邊坡較遠，無法使用履帶吊，擬采用可移動式管身墻體模板。可移動式管身墻體模板主要由86系列大鋼模板、花籃螺桿支撐、模板支撐桁架、滾輪機構(gòu)和軌道系統(tǒng)組成。86系列大鋼模板嚴格按DBJ01—89—2004《全鋼大模板應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》制作。花籃螺桿支撐由正反扣螺桿組成，主要用于調(diào)整模板的垂直度和橫向位置。模板支撐桁架由型鋼焊接而成，主要用于擱置模板，并通過連接螺栓與花籃螺桿支撐的支座連接。滾輪機構(gòu)通過連接螺栓連接于模板支撐桁架下面，當墻體模板脫模后，可沿軌道由人工推進到下一個倉位。軌道系統(tǒng)主要由軌道鋼管和軌道架組成，軌道鋼管是厚壁無縫鋼管，通過軌道架連成一體，控制模板的移動位置和方向。管身墻體模板的結(jié)構(gòu)和原理見圖1。

圖1 可移動式管身墻體模板

3.3 管身頂板模板

管身頂板模板采用55系列組合鋼模板，模板下是主次空腹方鋼管龍骨，龍骨下是可調(diào)U托和腳手架支撐，在腳手架支撐的下面是頂板模板移動車架，如圖2所示。每臺頂板模板移動車架主要由主梁、連接鋼管、鋼管扣件、滾輪機構(gòu)、軌道管和軌道架組成，另配兩個主糾偏機構(gòu)和兩個輔助糾偏機構(gòu)。主梁的作用是承擔模板及其支撐的重量，為模板和支撐系統(tǒng)提供一個擱置平臺。它通過連接鋼管和鋼管扣件連接成一個整體，下接確保整個系統(tǒng)移動平穩(wěn)、省力、輕便的滾輪；滾輪行走在軌道鋼管上，軌道鋼管采用厚壁無縫鋼管制作，每1.5m一節(jié)，節(jié)間采用軌道架銜接。主糾偏機構(gòu)比輔助糾偏機構(gòu)多一個調(diào)節(jié)絲桿，能對管身模板車架的橫向位置起微調(diào)作用，當管身模板及其支撐初次安裝或通過管身模板車架沿軌道管移動到下一個倉位時，其橫向位置往往會有偏移，多則幾厘米，少則幾毫米，這時，可利用主糾偏機構(gòu)和輔助糾偏機構(gòu)對其進行糾偏，調(diào)整模板的橫向位置。

圖2 頂板模板移動車架橫截面

4 管身模板的施工工藝

4.1 管身底板模板

管身底板內(nèi)八字角模板和外大鋼模板利用對拉螺桿和拉筋固定模板，承受混凝土側(cè)壓力和上浮力。在澆筑底板和倒角混凝土的同時，澆出高0.2m的墻體混凝土，以便下一步澆筑墻體混凝土的時候作模板的包覆定位用。

4.2 管身墻體模板

在底板混凝土達到強度要求后，拆去底板模板，然后組裝并安裝墻體模板，墻體模板采用可移動式管身墻體模板，其組裝流程是：①在平整的地面上將86系列大鋼模板與花籃螺桿支撐通過連接螺栓和銷軸連接在一起；②組裝模板桁架，將滾輪機構(gòu)與模板桁架通過連接螺栓連接；③在已澆筑好混凝土的管孔底板上把軌道架與軌道鋼管通過連接螺栓連在一起；④利用履帶吊、布料機和倒鏈葫蘆將模板和桁架吊至相應(yīng)的施工位置，將組裝好的桁架安裝在軌道上，將模板通過連接螺栓安裝桁架上，在桁架的一側(cè)加適當配重；⑤通過花籃螺桿支撐調(diào)節(jié)模板的位置和垂直度，安裝對拉螺桿，校正、驗收模板；⑥澆筑混凝土；⑦待墻體混凝土達到強度后，利用花籃螺桿支撐脫模，人工推動模板到下一個倉位繼續(xù)施工。

4.3 管身頂板模板

當?shù)装搴蛪w模板拆去并周轉(zhuǎn)到下一個倉位后，就可以進行頂板混凝土的施工了，首先進行支模，支模及頂板混凝土施工的工藝流程是：①在拆去底板和墻體模板的管孔底板面上居中把軌道架與軌道鋼管通過連接螺栓連在一起，將頂板模板移動車架的主梁與滾輪機構(gòu)用螺栓連接起來并放在軌道鋼管上，用連接鋼管和扣件把主梁連接固定在頂板模板移動車架上按要求布置腳手架橫桿；②安裝可調(diào)底座和立桿，在立桿上安裝可調(diào)U托，在可調(diào)U托上架設(shè)主、次龍骨，在次龍骨上鋪設(shè)模板；③通過主糾偏機構(gòu)和輔助糾偏機構(gòu)及手動液壓千斤頂調(diào)整模板的橫向位置；④頂起液壓千斤頂，通過可調(diào)底座和U托調(diào)整模板高度至設(shè)計高度；⑤支頂板外墻模板，驗收模板；⑥綁扎頂板鋼筋，驗收頂板鋼筋，澆筑頂板混凝土；⑦待頂板混凝土達到要求的強度后，首先通過可調(diào)U托脫模，使模板離開混凝土面至少10cm，通過液壓千斤頂頂板模板移動車架，通過調(diào)整可調(diào)底座，確保整個頂板支撐體系落在頂板模板移動車架上，人工推動頂板模板移動車架及其上的頂板支撐體系沿軌道鋼管至下一個倉位。

5 管身模板的質(zhì)量及經(jīng)濟效益分析

采用可移動式管身墻體模板和頂板模板移動車架，在以下5個方面可以顯著提高模板工程的質(zhì)量和經(jīng)濟效益。

（1）節(jié)約人工費用。如果管身內(nèi)側(cè)墻模板采用組合鋼模板，頂板模板的支撐采用滿堂紅腳手架的施工方案，平管段每倉支拆模板用工量為150人；如果管身內(nèi)側(cè)墻模板采用可移動式管身墻體模板、頂板模板采用移動車架，平管段每倉一倉支拆模板用工量僅為30人。按日均工資150元計算，每倉混凝土可節(jié)約人工費18000元。

（2）節(jié)省模板和腳手架費用。按每月完成4個倉號計算，如果管身內(nèi)側(cè)墻模板采用組合鋼模板，頂板模板的支撐采用滿堂紅腳手架的施工方案，則側(cè)墻模板和頂板模板各需配置2套，平管段模板及其支撐費用約為265.36萬元；如果管身內(nèi)側(cè)墻和頂板采用隧道模板臺車，則需配置2套隧道模板臺車（每套3臺），平管段模板及其支撐費用約為551.23萬元；如果管身內(nèi)側(cè)墻模板采用可移動式管身墻體模板、頂板模板采用移動車架，則側(cè)墻模板只需配置1套，頂板模板及其支撐需配置2套，平管段模板及其支撐費用約為196.75萬元；相對于組合鋼模板的施工方案，模板及其支撐費用約節(jié)省25.86%，相對于隧道模板臺車的施工方案，模板及其支撐費用約節(jié)省64.31%。

（3）提高施工質(zhì)量。相比管身內(nèi)側(cè)墻和頂板模板采用組合鋼模板、頂板模板支撐采用滿堂紅腳手架的施工方案來說，管身內(nèi)側(cè)墻模板采用可移動式管身墻體模板，因模板型式為大鋼模板，故可減少模板拼接縫，減少拼接錯臺，混凝土表面平整度大大提高。同時由于頂板模板及其支撐體系一次拼裝好后，不再拆散，整體移動，所以，頂板混凝土施工質(zhì)量也大大提高。

（4）加快施工進度。由于墻體和頂板模板脫模后可整體移動到下一個倉位繼續(xù)施工，所以相比管身內(nèi)側(cè)墻和頂板模板采用組合鋼模板、頂板模板支撐采用滿堂紅腳手架的施工方案來說，每倉混凝土模板施工可節(jié)約支拆模時間70%，施工進度提高1倍以上。

（5）提高模板使用壽命，降低安全成本。由于墻體和頂板模板脫模后不需散支散拆，現(xiàn)場文明、安全，減少了模板和腳手架的摔磕現(xiàn)象，增加了模板和腳手架的使用壽命。

6 結(jié)語

沁河渠道倒虹吸工程管身施工模板由于采用了底板內(nèi)八字角模板、可移動式管身墻體模板和頂板模板移動車架，大大加快了施工進度，提高了施工質(zhì)量，降低了施工成本，現(xiàn)場施工文明，經(jīng)濟效益顯著。實踐證明，管身模板，特別是可移動式管身墻體模板和頂板模板移動車架，在類似結(jié)構(gòu)的工程施工中，具有廣泛的應(yīng)用前景和推廣價值。

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